专利名称：一种用于eos的数据存储转发方法及系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及SDH技术，具体地说，是一种用于EOS(Ethernet Over SDH，以太网在SDH中传输)的数据存储转发方法及系统。
背景技术：
以太网(Ethernet)技术具备技术成熟，价格低廉、扩展性好以及易于管理等优点，其在局域网中占统治地位。SDH(Synchronous Digital Hierarchy，同步数字系列)技术以其高可靠性、良好的可管理性、较强的网络保护和恢复功能等优势，在骨干网、城域网及接入网中都得到了广泛的应用。
EOS(Ethernet Over SDH，以太网在SDH中传输)技术将以太网数据帧装载到SDH虚容器中经由光纤进行传输，使以太网可以“透明地”穿越骨干网、城域网，能将SDH的高可靠性和以太网技术的成熟性及方便使用等优势都发挥出来。
SDH虚容器和以太网的传输速率不同，而且以太网业务数据具有突发性，比如一个速率为100Mbit/s的以太网端口所传送的数据平均速率只有20Mbit/s(大部分时间空闲)。所以可以将该以太网端口数据映射到速率为20Mbit/s的SDH虚容器通道。这就需要有一个存储转发机制，缓存突发的以太网数据，以实现两者的速率匹配。
通常，实现数据的存储转发需要缓存数据的RAM，若使用片内小容量RAM，则缓存的数据量小，不能适应长时间持续的突发数据业务，而且成本较高；若使用片外大容量SDRAM，则因对片外SDRAM的访问效率不高，导致数据的处理延迟很大，影响整个EOS系统的性能。
发明内容
本发明的目的，在于解决现用的EOS存储转发技术中的上述技术问题，从而提供了一种用于EOS的数据存储转发方法。
本发明的用于EOS的数据存储转发方法，该方法由一接收端接收以太网数据帧并将其送入SDH通道，其特征在于，该方法包括以下步骤所述接收端将接收到的所述以太网数据帧缓存到与之对应的片内RAM中的步骤；
通过一写入仲裁装置将所述片内RAM中的数据经由一读写带宽分配装置送入一片外SDRAM的步骤；通过一读出仲裁装置，将SDRAM中的数据经由所述读写带宽分配装置送入位于发送端SDH通道相对应的片内RAM的步骤。
与所述接收端对应的片内RAM缓存数据量达到一次BURST写入的数据量时，请求所述写入仲裁装置将数据送入片外SDRAM。
所述发送端通过BURST方式从所述片外SDRAM读取存储的数据。
所述读写带宽分配装置通过所述发送端发送数据的速率和所述接收端接收数据的速率进行带宽分配。
本发明还提供了一种用于EOS的数据存储转发的系统，用于从接收端接收以太网数据帧并存储转发到发送端，其特征在于，该系统包括一写入仲裁装置，与所述接收端相连接；一读写带宽分配装置，与所述写入仲裁装置相连接；一片外SDRAM，与所述读写带宽分配装置相连接；一读出仲裁装置，与所述读写带宽分配装置相连接，并与所述发送端相连接。
所述接收端包括数个以太网端口以及与其相对应的片内RAM。
所述发送端为数个SDH通道以及与其相对应的片内RAM。
本发明的用于EOS的数据存储转发的方法以及系统，使用片外大容量SDRAM实现数据缓存，以适应长时间持续的突发数据业务，同时采用BURST访问方式以及带优先级的访问仲裁等技术，大大提高了对片外SDRAM的访问效率，减小了数据处理延迟，从整体上提高了EOS系统的性能。
图1是本发明的用于EOS的数据存储转发的系统示意图。
具体实施例方式
如图所示，本发明的用于EOS的数据存储转发系统，包括接收端100、与接收端相连接的写入仲裁装置200、与所述写入仲裁装置200相连接的读写带宽分配装置300、与所述读写带宽分配装置300相连接的片外SDRAM400、与所述读写带宽分配装置300相连接的读出仲裁装置500以及与所述读出仲裁装置500相连接的发送端600。
所述接收端为以太网系统中的以太网端口1、2…n，以及与之相对应的片内RAM1’、RAM2’、…RAMn’。
接收端100中从以太网中接收到的数据先缓存到片内RAM(RAM1、RAM2、…RAMn)中，然后，经过写入仲裁装置200以及读写带宽分配装置300，将数据送入片外SDRAM400，片外SDRAM400经过读写带宽分配装置300以及读出仲裁装置500，将数据转发给发送端600的片内RAM(RAM1’、RAM2’、…RAMn’)。
为提高对片外SDRAM400的访问效率，本系统采用BURST访问方式，即采用成组方式进行读写操作，一次读写固定长度的数据的方式。
具体地，接收端100将接收到的以太网帧数据先缓存到片内RAM中，当缓存数据达到一次BURST写入的数据量(假设为m个字节)时，即可向写入仲裁装置200请求写入片外SDRAM400。
由于以太网数据以帧为单位传输，所以需要额外指示该m个字节中是否有帧头和帧尾。为防止帧间间隔较长而导致前一帧的帧尾滞留在片内RAM中，如果接收到帧尾时即使有效数据不够m个字节，其也作为一次BURST写入片外SDRAM400，此时，需要指出帧尾字节所在的位置。
同样，发送端也采用BURST访问方式，从片外SDRAM中读取帧数据。
片外SDRAM400的读写是不能同时进行的，对写入仲裁装置200和读出仲裁装置500的写入和读出请求不能同时响应，因此需要一读写带宽分配装置300进行带宽分配，确定什么时间响应写入请求，什么时间响应读出请求，而带宽分配的依据则是接收端和发送端的数据传输速率。具体地，因为上述的BURST访问方式中对帧尾字节的处理会导致带宽浪费，当帧长为(m+1)字节时，会产生近50％的带宽浪费，所以给接收端100的写入分配其实际带宽的两倍，该实际带宽为所有以太网端口速率的总和，同理，给发送端的读出也分配其实际带宽的两倍。
上述读写带宽分配装置300可由循环计数的计数器实现，即可在计数器的固定时隙响应读写仲裁器的读请求或写请求。比如，计数器从0到9循环计数，其中时隙0、2、4、6、8分配给写操作，以响应写入请求，时隙1、5、9分配给读操作，以响应读出请求，其他时隙可保留作其他用途。
片外SDRAM400因由接收端100以及发送端600多端口和多通道共享，因此，在系统的接收端以及发送端一侧，设有写入仲裁装置200以及读出仲裁装置500，以对数据的写入和读出进行仲裁和优先级判断。
具体地，在以太网数据接收端100，因为各端口速率一样，所以写入仲裁装置200采用基于端口的平均轮徇机制，写入仲裁器200按固定的时隙轮徇各端口，例如，时隙0查询端口0，时隙1查询端口1，…，以此类推，若该端口的片内RAM中缓存有一次BURST的数据或有帧尾，则向片外SDRAM发起一次BURST写(通过和读写带宽分配模块进行请求响应握手)，否则不写。
在SDH发送端600，各通道的速率不固定，所以读出仲裁装置500采用带优先级的轮循机制，该机制的优点是能及时响应速率较快的通道，从而有效减小片内RAM的大小，同时减少数据处理等待时间。发送端在发送以太网帧数据时，是按SDH通道的速率连续发送，在发送一帧的过程中不能间断。所以开始发送一帧数据的帧头时，必须保证该通道片内RAM中已缓存了一帧数据，或轮徇所有通道一遍的时间(即所有通道都向片外SDRAM发起一次读的时间，这是最极端情况)内该通道能发送的数据量(假设为k个BURST的数据)。从片外SDRAM读数据的仲裁器采用以下优先级1、片内RAM缓存数据量少于k个BURST的数据，且没有帧尾。
2、片内RAM为空。
3、片内RAM有帧尾。
其中，优先级1＞2＞3，每级内部，缓存数据量越少的通道，优先级越高。
对每个通道的RAM设置数据计数器(计数该通道内部RAM缓存的数据量，写入一次BURST的数据量加1，读出一次BURST的数据量减1)和帧尾计数器(计数该通道内部RAM缓存的帧尾数量，写入一次帧尾加1，读出一次帧尾减1)。发送端600每次可以从片外读数据时(由读写带宽分配装置确定)，读出仲裁器500轮徇各通道，选出优先级最高的通道。从片外SDRAM400读取该通道一个BURST的数据存入片内RAM中，同时更新片内数据计数值。
使用本发明后，可解决现有技术中的诸多问题1、采用片外SDRAM缓存以太网数据，成本低，容量大，可以适应长时间持续的突发数据业务，减小丢帧概率；2、使用片外SDRAM时，采用BURST访问方式，极大地提高了访问效率3、接收端和发送端根据各自的特点采用不同的仲裁机制，效率大为提高。经过计算和仿真，以8个输入端口和8个输出通道为例。在发送端使用带优先级的轮循机制，片内RAM只需要(4*m)字节(m为BURST大小)即可实现与片外RAM的存储转发；若使用通道平均轮循机制，(4*m)字节的缓冲区会导致下溢(在发一帧数据的过程中缓存区被读空)。而且数据在片外SDRAM的平均等待时间减小了7％。
综上所述，本发明的用于EOS的数据存储转发的方法以及系统，使用片外大容量SDRAM实现数据缓存，以适应长时间持续的突发数据业务，同时采用BURST访问方式以及带优先级的访问仲裁等技术，大大提高了对片外SDRAM的访问效率，减小了数据处理延迟，从整体上提高了EOS系统的性能。
权利要求
1.一种用于EOS的数据存储转发方法，该方法由一接收端接收数据并将以太网数据帧送入位于一发送端的SDH通道，其特征在于，该方法包括以下步骤所述接收端将接收到的所述以太网数据帧缓存到与之对应的片内RAM中的步骤；通过一写入仲裁装置，将所述片内RAM中的数据经由一读写带宽分配装置送入一片外SDRAM的步骤；通过一读出仲裁装置，将所述片外SDRAM中的数据经由所述读写带宽分配装置送入位于发送端SDH通道相对应的片内RAM的步骤。
2.如权利要求1所述的用于EOS的数据存储转发方法，其特征在于，与所述接收端对应的片内RAM缓存数据量达到一次BURST写入的数据量时，请求所述写入仲裁装置将数据送入所述片外SDRAM。
3.如权利要求1所述的用于EOS的数据存储转发方法，其特征在于，所述发送端通过BURST方式从所述片外SDRAM读取存储的数据。
4.如权利要求1所述的用于EOS的数据存储转发方法，其特征在于，所述读写带宽分配装置通过所述发送端发送数据的速率和所述接收端接收数据的速率进行带宽分配。
5.如权利要求1所述的用于EOS的数据存储转发方法，其特征在于，所述写入仲裁装置采用平均轮询机制进行仲裁。
6.如权利要求1所述的用于EOS的数据存储转发方法，其特征在于，所述读出仲裁装置采用带优先级的轮询机制进行仲裁。
7.一种用于EOS的数据存储转发的系统，用于从接收端接收以太网中的数据并存储转发到发送端，其特征在于，该系统包括一写入仲裁装置，与所述接收端相连接；一读写带宽分配装置，与所述写入仲裁装置相连接；一片外SDRAM，与所述读写带宽分配装置相连接；一读出仲裁装置，与所述读写带宽分配装置相连接，并与所述发送端相连接。
8.如权利要求7所述的用于EOS的数据存储转发的系统，其特征在于，所述接收端包括数个以太网端口以及与其相对应的片内RAM。
9.如权利要求7所述的用于EOS的数据存储转发系统，其特征在于，所述发送端为数个SDH通道以及与其相对应的片内RAM。
全文摘要
本发明公开了一种用于EOS的数据存储转发方法和系统，该方法由一接收端接收以太网数据帧并将其送入位于一发送端的SDH通道，包括以下步骤所述接收端将接收到的所述以太网数据帧缓存到与之对应的片内RAM中的步骤；通过一写入仲裁装置将所述片内RAM中的数据经由一读写带宽分配装置送入一片外SDRAM的步骤；通过一读出仲裁装置，将片外SDRAM中的数据经由所述读写带宽分配装置送入位于发送端SDH通道相对应的片内RAM的步骤。本发明的用于EOS的数据存储转发的方法以及系统，提高了对片外SDRAM的访问效率，减小了数据处理延迟，从整体上提高了EOS系统的性能。
文档编号H04L12/56GK1937555SQ20061011740
公开日2007年3月28日 申请日期2006年10月20日 优先权日2006年10月20日
发明者陈军霞, 姚炜, 廖水清 申请人:启攀微电子(上海)有限公司